2. Гидроприводы рудовосстановительных печей

В качестве примеров можно указать применение гидроприводов в механизмах крупных металлургических агрегатов, таких как установки порционного вакуумирования стали, в механизмах перемещения электродов рудовосстановительных печей, в механизмах наклона ванн крупных дуговых и индукционных сталеплавильных печей – когда усилия, развиваемые исполнительными механизмами, достигают десятки и сотни тонн.

Вообще следует подчеркнуть особенности применения гидропривода в металлургии, такие как:

1. большие величины технологических нагрузок и подвижных масс механизмов в сочетании с их высоким быстродействием, что требует высоких давлений и расходов рабочих жидкостей;

2. переработка расплавленного или горячего металла, что ужесточает условия эксплуатации, требует высокой безотказности гидросистем для исключения утечек рабочей жидкости, разрывов трубопроводов и соединений во избежание пожаров;

3. большие габариты и массы деталей оборудования, что усложняет условия технического обслуживания и ремонта гидроприводов.

Во многих механизмах электропечей требуется обеспечение поступательного движения рабочего органа. Кроме перемещения электродов дуговых сталеплавильных, руднотермических печей и печей переплава к ним относятся толкатели и таскатели, механизмы наклона печей для слива металла, подъема сводов, заслонок и т.д. Поступательное перемещение может быть осуществлено электромеханическим приводом, но при этом неизбежна потребность в громоздких механических передачах, уравновешивающих устройствах при активной нагрузке на рабочем органе. Использование гидропривода для таких механизмов в ряде случаев оказывается более выгодным. Предпочтение при этом отдается линейным гидродвигателям – силовым гидроцилиндрам.

Гидроприводы сравнительно простыми средствами позволяют обеспечить так называемый стопорный режим работы. Он обеспечивается специальными гидрозамками, перекрывающими подачу и слив жидкости в гидродвигателях. При этом двигатель остается неподвижным при наличии нагрузки на его валу или штоке. Этот режим работы гидроприводов широко используется при необходимости удержания неподвижными механизмов с активными нагрузками – наклоненных ванн, поднятых сводов электропечей, электродов и т.д.

В ЭТУ находит применение электрогидравлический привод. Движение жидкости под давлением обеспечивается гидронасосами с приводными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Воздействие на управляющие гидроэлементы – золотниковые распределители осуществляется электромеханическими устройствами – электромагнитами и электрическими исполнительными двигателями. В замкнутых системах электрогидропривода также широко представлены электрические и электромеханические элементы – тахогенераторы, усилители, корректирующие цепи и т.д. Все это позволяет решить задачи автоматизации механизмов ЭТУ с гидроприводом на высоком техническом уровне.

Билет №27

1. Механизмы наклона печи (перетаскивание на секторах)

Приводы наклона применяются в плавильных печах: дуговых, индукционных, сопротивления и др. Их основное назначение состоит в производстве слива металла и скачивания шлака в конце плавки. Дуговые печи наклоняются для слива металла максимально до 45°, а для скачивания шлака – на 15°, индукционные печи наклоняются на угол 90100° [13, 14].

Механизм наклона ванны является ответственной частью установки и во всех своих исполнениях должен обеспечить:

1. надежность и безотказность в работе;

2. плавный и легкий наклон без толчков на требуемый угол с заданной скоростью;

3. невозможность опрокидывания печи при наклоне;

4. возможное приближение траектории сливного носка к вертикальной;

5. удобство осмотра и ремонта привода.

Механизм наклона должен быть защищён от попадания на него жидкого металла в случае проедания подины и от попадания шлака при скачивании последнего.

По кинематической схеме различаются три способа наклона ванн:

1) перекатыванием печи на секторах по направляющим;

2) вращением печи на секторах в роликовых опорах;

3) опрокидыванием печи вокруг цапфовых опор.

Перекатывание на секторах

Боковой привод наклона: радиус секторов печи выбирают возможно наименьшим. После определения координат центра тяжести положение центра вращения О (рис 4.8, б) выбирается на 150200 мм выше центра тяжести печи без металла, в результате чего становится известной величина h₀ – положение центра вращения относительно нижнего края платформы печи. Центральный половинный угол сектора  выбирается несколько больше, чем максимальный угол наклона печи . После выбора  может быть определен радиус сектора:

.

Толкающее усилие Р приложено горизонтально к центру вращения, который при наклоне печи перемещается параллельно направляющим, в результате чего плечом силы Р в течение всего периода наклона служит радиус сектора. Мгновенный центр вращения (м.ц.в.) находится в точке касания сектора с направляющими.

Уравнения сил и моментов относительно м.ц.в. имеют следующий вид:

где N – реакция опоры; K – плечо качения; l_ц.т,  – координаты центра тяжести относительно центра вращения;  – текущий угол наклона; М_тр – момент трения в цапфах осей толкателя.

где k₃ = 0,5 – для электропривода и k₃ = 1 – для гидропривода;

f_ц – коэффициент трения в цапфах;

d_ц – диаметр оси цапфы;

Толкающее усилие

.

Так как обычно центр тяжести печи смещен к сливному носку, то в начальный момент усилие Р отрицательно (удерживающее усилие ), а после превышения углом  величины, равной , усилие становится положительным (толкающее усилие). Наибольшая величина усилия может наблюдаться как в начале наклона, так и в конце – в зависимости от соотношения между  и .